Question

某课外小组利用图1装置在实验室制取SO₂并探究其有关性质．

请回答下列问题：
（1）液体X是

 

．
（2）写出烧瓶中发生反应的化学方程式：

 

．
（3）在图1中虚线框的位置连接有一个安全装置（气体流向从左至右），可以选用图2装置中的

 

（填写序号）．
（4）SO₂溶于水后生成亚硫酸，为了验证酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃，则图2中装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的正确连接顺序是

 

接

 

接

 

（用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ填空）．
（5）按（4）中连接顺序进行实验，证明酸性H₂SO₃＞H₂CO₃的现象是

 

，KMnO₄溶液的作用是

 

．
（6）我国工业上SO₂是利用黄铁矿在

 

（填设备名称）中高温煅烧制得的．请计算煅烧1t含FeS₂的质量分数为60%的黄铁矿矿石在理论上能生产多少吨浓度为98%的硫酸？（设生产过程中共损失硫2%）（要求写必要的计算过程）

 

．

Answer 1

分析：（1）A装置是二氧化硫的发生装置，所以圆底烧瓶内的液体是浓硫酸；
（2）烧瓶中Cu与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水；
（3）为了防止液体倒吸进入反应装置，进入安全瓶的导管不能伸入瓶底；
（4）要验证酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃，则二氧化硫应该先通入NaHCO₃溶液，然后用KMnO₄溶液吸收多余的二氧化硫，最后用澄清石灰水检验二氧化碳；
（5）证明酸性H₂SO₃＞H₂CO₃，二氧化硫与NaHCO₃溶液反应后必须被KMnO₄溶液完全吸收，证明有二氧化碳，则根据澄清石灰水中现象分析；用KMnO₄溶液吸收多余的二氧化硫，因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊；
（6）工业上SO₂是利用黄铁矿在沸腾炉中高温煅烧制得的；根据化学反应方程式；利用硫元素守恒计算．

解答：解：（1）A装置是二氧化硫的发生装置，所以圆底烧瓶内是Cu与浓硫酸，所以液体X是浓硫酸，故答案为：浓硫酸；
（2）烧瓶中Cu与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，其反应方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）为了防止液体倒吸进入反应装置，从反应装置进入安全瓶的导管不能伸入安全瓶瓶底，所以可以选用②③，故答案为：②③；
（4）要验证酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃，则二氧化硫应该先通入NaHCO₃溶液，然后用KMnO₄溶液吸收多余的二氧化硫，最后用澄清石灰水检验二氧化碳，则仪器链接顺序为：Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ，故答案为：Ⅱ；Ⅰ；Ⅲ；
（5）证明酸性H₂SO₃＞H₂CO₃，二氧化硫与NaHCO₃溶液反应后必须被KMnO₄溶液完全吸收，则KMnO₄溶液的紫色不完全褪去，证明有二氧化碳，则澄清石灰水变浑浊；用KMnO₄溶液吸收多余的二氧化硫，因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，会干扰二氧化碳的检验，所以KMnO₄溶液的作用：是除去未反应的SO₂，防止其干扰CO₂的检验，
故答案为：KMnO₄溶液的紫色不完全退去，澄清石灰水变混浊；除去未反应的SO₂，防止其干扰CO₂的检验；
（6）工业上SO₂是利用黄铁矿在沸腾炉中高温煅烧制得的；
根据反应前后硫元素质量不变，即硫元素守恒思想可列等式进行计算，设生成98%的硫酸的质量为xt，
则：FeS₂ ～2H₂SO₄
        120                98×2
 1t×60%×（1-2%）         xt×98%
所以

120

1t×60%×(1-2%)

=

98×2

xt×98%

，解得x=0.98t
故答案为：沸腾炉；0.98t．

点评：本题考查了二氧化硫、二氧化碳的性质，涉及试剂的选择、方程式的书写、气体的检验，根据方程式的计算等，考查知识点较多，难度中等．